耐镉促生菌株的分离鉴定及对大豆的促生效应

【背景】华南地区镉（Cd）污染严重,与有益微生物共生能够使作物通过直接或间接的机制解除镉毒,提高抗逆性,进而促进生长。耐镉促生菌剂具有广泛的应用前景。【目的】从华南地区受镉污染植株的根内和根际筛选出耐镉且能促进大豆生长的促生菌,以丰富促进田间大豆生产的优异菌种资源。【方法】采用平板划线法从植株的根内或根际分离菌株,通过生理生化特性和16S rRNA基因序列分析对分离菌株进行初步研究,利用盆栽试验探究镉胁迫下菌株对大豆生长的影响,通过测定丙二醛含量和总抗氧化能力探究菌株的耐镉机制。【结果】分离获得4株菌D1、D2、D3和D4,促生特性试验证明4株菌均具有溶磷、产吲哚乙酸和铁载体的能力。经16S rRNA基因序列分析鉴定,D1、D2、D3和D4菌株分别属于不动杆菌属、微小杆菌属、类芽孢杆菌属和普罗威登斯菌属。用这4株菌进行不同镉处理的大豆（巴西10号）盆栽试验,结果表明,4株菌均具有耐镉和促进大豆生长的作用。不添加镉的条件下,大豆接种D4菌株的地上部干重、根部干重和株高分别增加了28%、35%和31%;在添加20mg/kg-CdCl₂·5/2H₂...     

新疆木碱蓬(Suaeda dendroides)根际耐盐促生细菌的筛选及鉴定

【背景】新疆是全国最大的盐渍化土壤分布区,土壤盐渍化严重影响作物生长,耐盐促生菌可以有效改善土壤肥力,提高作物抗逆性,促进植物生长,提高土壤利用率。【目的】分离筛选获得木碱蓬(Suaeda dendroides)根际土壤中耐盐促生菌菌株,对优良促生作用的菌株进行分子鉴定,挖掘微生物资源,为微生物菌剂的研制奠定基础。【方法】采用传统的分离方法筛选获得木碱蓬根际耐盐微生物,采用"三级筛选体系"筛选获得耐盐促生菌菌株,用CTAB法提取菌株DNA,对菌株16S rRNA基因测序进行系统发育分析,确定耐盐促生菌菌株的分类地位。【结果】从木碱蓬根际共分离获得耐盐微生物58株,8株具有固氮活性,解磷活性菌株12株,具有解钾活性菌株15株,产IAA活性的菌株3株,具有较强产氨活性的菌株2株。经过促生平板筛选,菌株GTZW50-5和MH-F促进了拟南芥生长,表现出较好的促生效果,通过小麦盆栽试验,菌株GTZW50-5对小麦的根长以及株高具有显著的促生作用,在一定程度上提高了植物体内的叶绿素含量。MH-F菌株对小麦的根系具有较显著的促生作用,且对小麦的叶绿素及脯氨酸含量在不同盐浓度下都有所提高。经过系统发育分析,GTZW50-5与Bacillus vallismortis (AY603658)序列相似度达到99.43%,鉴定属于Bacillus vallismortis,MH-F与Enterobacterludwigii(JTLO01000001)序列相似度为98.34%,鉴定属于Enterobacter属。【结论】菌株GTZW50-5与MH-F均具有较好的促生效果,这为耐盐微生物资源的开发和利用提供了理论依据。     

田菁根际促生菌的筛选及其促生耐盐效果

【目的】为探究盐生植物田菁及其根际功能微生物改良盐碱地的效果,本研究从黄河三角洲盐碱区田菁根际土壤中分离促生菌,并明确其耐盐促生效果。【方法】采用选择培养方法从田菁根际土壤中分离固氮菌、解磷菌以及解钾菌,并进行16S rRNA分子生物学鉴定。之后对菌株的耐盐及促生特性进行测定,筛选性状优良菌株进行玉米促生作用研究。【结果】共分离得到105株根际促生菌,其中N102兼具多种促生特性且耐盐性达15%。田菁种子发芽试验表明,N102可显著提高田菁发芽率(47%,P0.05)、芽长(48.5%,P0.05)和根长(60%,P0.05);玉米盆栽试验结果表明,N102对盐胁迫下玉米的株高、根长、叶绿素含量、地上部干重以及根干重具有显著的促进作用。经系统发育分析,N102与Enterobacter soli ATCC BAA-2102 (NR117547)序列相似度为99.30%,鉴定属于Enterobacter属。【结论】菌株N102具有多种植物促生耐盐特性,具有开发成有效促进盐碱地作物生长的微生物肥的良好前景。     

一株连香树根际促生细菌LWK2的分离鉴定及其全基因组序列分析

【背景】植物根际促生细菌是一类位于植物根际并能对植物生长产生促进作用的有益菌,在微生物肥料领域具有重要的应用价值。【目的】对濒危植物连香树根际的植物根际促生细菌进行分离筛选和连香树接种效应评价,挑选对连香树生长促进作用最为显著的菌种进行促生特性分析、菌种鉴定及全基因组序列测定与促生相关基因分析。【方法】利用相应筛选培养基对连香树根际土壤中解有机磷、溶无机磷和解钾细菌进行分离筛选,通过根际接种验证各菌株对连香树实生苗的促生能力。从中选取促生作用最为显著的细菌,进行解钾能力、产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)和1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC)脱氨酶能力测定。利用菌体形态观察、16S rRNA基因序列分析及全基因组序列的平均核苷酸一致性比对进行菌种鉴定。最后利用基因组功能注释和比较基因组学分析对该菌株中的植物促生及重金属抗性相关基因进行解析。【结果】从连香树根际土壤中共筛选得到3株解有机磷细菌、2株溶无机磷细菌和2株解钾细菌,其中解钾细菌LWK2对连香树实生苗的生长促进作用最为显著。该菌株能够产...     

鄱阳湖-乐安河段湿地耐Cu、Zn、Pb植物促生菌的分离、筛选及鉴定

【背景】植物促生菌因其对植物生长促进及增强抗逆性等优点在植物-微生物联合修复重金属污染土壤中具有良好应用潜力。在污染土壤中,土著植物促生菌能够更好地定殖并保证促植物生长能力的发挥。【目的】从常年受上游多种重金属污染的鄱阳湖-乐安河段湿地分离出一批具有多种重金属抗性的优势土著植物促生菌,以期为植物-微生物联合修复重金属污染湿地提供一批优质的菌种资源。【方法】从乐安河流域戴村受重金属污染的湿地土壤及水体中分离具有Cu、Zn、Pb抗性菌株,测定菌株的促植物生长特性[产IAA(Indole acetic acid)、溶磷、产铁载体及ACC(1-Aminocyclopropane-1-carboxylic acid)脱氨酶活性],挑选促生特性较好的菌株进行16S r RNA基因序列分析鉴定,并测定菌株对其他胁迫条件(抗生素、酸碱、盐)的耐受能力。【结果】分离得到22株能够同时耐受Cu 50 mg/L、Zn 400 mg/L、Pb 800 mg/L的菌株,其中10株表现出较好的促植物生长特性,对其进行16S r RNA基因序列分析鉴定,有4株属于Ralstonia sp.,3株属于Burkholderia sp.,另3株则分别属于Cupriavidus sp.、Stenotrophomonas sp.和Novosphingobium sp.。基于这10株菌抗性特征的聚类分析及主成分分析,结果与系统发育树分析结果高度一致。【结论】耐受多种重金属的土著植物促生菌的分离鉴定为重金属污染土壤的植物-微生物联合原位修复提供良好的微生物资源。     

一株具有植物促生作用的重金属铅吸附菌的筛选与鉴定

【背景】随着工业化的发展,重金属污染逐渐成为主要的环境污染之一。微生物修复去除重金属污染成为近些年来新兴的修复方法,筛选开发具有良好修复功能的微生物菌株具有重要的现实意义。【目的】筛选具有促进植物生长作用的重金属修复菌株,为生物修复和植物促生等综合开发利用提供微生物资源。【方法】利用选择性培养基从淤泥中筛选重金属铅的抗性菌株,根据形态学观察、生理生化鉴定和16S rRNA基因序列分析对菌株进行分离鉴定,通过单因素分析不同培养条件对菌株生长的影响;采用原子吸收光谱法、比色法及平板对峙法等对菌株的重金属铅吸附率、无机磷溶解能力、吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)分泌及拮抗镰刀菌效果等进行分析。【结果】从污染严重的塘泥中筛选到一株对重金属铅有较好吸附率的菌株,在150 mg/L Pb²⁺浓度下,对Pb²⁺的吸附率达90%以上;初步鉴定该菌株为蜡样芽孢杆菌,命名为SEM-15;菌株还具有较好的溶解无机磷、分泌IAA及拮抗镰刀菌的能力;菌株生长适应性强,可以在pH 10.0的强碱性环境下生长,该菌株具有很好的重金属铅污染修复及促生防病的应用潜力。【结论】菌株SEM-15是一株具有植物促生作用的重金属铅吸附菌株,在重金属污染土壤联合植物修复的应用中可能具有较好的开发价值。     

4株茶树根际促生菌菌株的鉴定及促生作用

【背景】根际促生菌可以促进植物生长、提高植物抗性。茶树根际具有特殊的根土微生物生境,可以获得具促生作用的有益微生物。【目的】探究4株茶树根际促生菌菌株的分类地位及促生作用,筛选优良的根际促生菌菌株。【方法】通过形态、生理生化特征、16S rRNA基因序列同源性比对鉴定4株茶树根际促生菌,采用钼锑抗比色法测定溶磷量,通过比色法测定ACC脱氨酶活性、CAS法测定产铁载体能力、Salkowski法测定产IAA (Indoleacetic acid)的能力进行促生作用研究,通过盆栽实验测试白菜、空心菜、苋菜及水稻的株高及鲜重以分析促生效应。【结果】鉴定KKS-6-N1为放射型土壤杆菌(Agrobacteriumradiobacter), KKS-7-N7为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),GD3为Pseudomonashunanensis,GD12为弯曲芽孢杆菌(Bacillusflexus)。固氮菌株KKS-6-N1可产铁载体;固氮菌株KKS-7-N7具有解磷及产铁载体能力,分泌的IAA含量高达101.29mg/L;解钾菌株GD3具溶磷能力,分泌的ACC脱氨酶酶活为8.09μmol/(mg·h),相对铁载体含量为0.31;具固氮解钾性能的菌株GD12分泌的ACC脱氨酶活性为14.46μmol/(mg·h)。盆栽试验表明,4个菌株对白菜、空心菜、苋菜的株高和鲜重均有明显促进作用,尤以GD3效果更甚。【结论】茶树根际促生菌菌株Pseudomonas hunanensis GD3促生作用显著,具有开发成微生物菌肥的潜力。     

柽柳根际一株盐单胞菌Bachu 26的分离、鉴定及其盐胁迫下的促生作用研究

盐渍化是世界性的土壤问题,植物促生根际细菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)在盐碱地改良和促进植物生长方面具有独特优势。柽柳是典型的盐生植物,筛选其根际微生物并研究其促生效果与促生机制,以此开发微生物菌肥,具有重要的应用价值。【目的】筛选耐盐碱植物柽柳的根际微生物,对其基本特性、耐盐碱能力、促生功能及促生效果进行评估。【方法】从新疆巴楚境内野生柽柳根际土壤中筛选出一株耐盐碱细菌菌株Bachu 26;通过形态学观察、生理生化特性测定和16S rRNA基因序列分析,对该菌株进行鉴定;利用不同盐浓度(0%–20%)和不同pH(7.0–13.0),对菌株Bachu 26的耐盐耐碱能力进行测定;采用多种功能鉴定培养基测定其促生功能,并对生长素吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)进行定量测定;通过二分格培养皿实验验证菌株产生挥发性酸性物质的能力;在普通培养皿上将拟南芥幼苗与菌株Bachu 26共培养,分析菌株对拟南芥幼苗的促生作用;在二分格培养皿上将拟南芥与Bachu 26隔离培养,分析菌株产生的挥发性酸性物质对拟南芥幼...     

解钾促生菌的筛选鉴定及对东北黑土区玉米的促生效应

【背景】东北地区作为全国玉米的主产区,土壤缺钾严重限制了玉米的高产。解钾促生菌可活化土壤中难溶的钾,提高土壤钾的有效性,进而促进植物生长。【目的】从中国东北黑土区的玉米根际土壤中筛选鉴定高效解钾菌,研究其在缺钾条件下对玉米生长的促生效果,为开发适应当地环境的微生物钾肥提供优良的菌种资源。【方法】采用选择性培养基从玉米根际土中筛选解钾菌;采用16S r RNA基因测序方法鉴定菌株的分类地位;采用生理生化特征鉴定培养基测定其生态适应性(耐酸碱、耐盐、耐干旱及耐农药);2年的田间接种试验验证解钾菌在缺钾条件下对玉米的促生效果。【结果】筛选出3株高效解钾促生菌MZ4、KM1和KM2,经鉴定MZ4和KM2属于芽孢杆菌属,KM1属于短小芽孢杆菌属;3株菌可耐受强干旱、强碱、不同浓度的吡虫啉和嘧菌酯,并耐受一定程度的酸和盐;田间试验结果表明,与缺钾区不接种解钾菌相比,接种MZ4、KM1和KM2增加了拔节期、吐丝期玉米的株高、地上生物量、叶面积指数和叶绿素,接种MZ4和KM2显著增加了玉米产量,可增产9.65%-11.50%。【结论】鉴定出适合东北黑土区的高效解钾微生物,为该区域微生物钾肥研发及微生物解钾机理研究提供了优良菌种资源。     

辐射污染区盐爪爪根际可培养细菌群落组成及功能特性

【背景】我国西北某辐射污染区存在着丰富多样的耐辐射微生物资源,部分区域覆盖着耐盐植物盐爪爪,其根际存在明显的"离子岛"效应,开展其根际微生物相关研究对进一步挖掘污染区微生物资源及揭示盐爪爪的盐适应性和"离子岛"的形成具有重要的意义。【目的】分析辐射污染区盐爪爪根际微生物群落组成,挖掘潜在的微生物资源和功能特性。【方法】通过可培养方法,共选择了10种筛选培养基开展盐爪爪根际微生物的分离筛选,并对所获得的细菌进行了16S rRNA基因序列分子鉴定,进而进行相关菌株的抗逆特性、产酶特性和植物促生特性分析。【结果】分离获得的267株细菌归属于放线菌门(Actinobacteria)、变形杆菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)等3个菌门中的20个属,发现潜在新种8个,其中放线菌门所含种属最丰富,说明盐爪爪根际存在着丰富的微生物多样性。相关抗逆性分析表明,分离得到的菌株70%以上可耐受10%NaCl,40%的菌株可耐受不同浓度的重金属胁迫。同时,研究获得了一批可产蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶的菌株以及植物促生菌株,可为相关酶制剂的筛选和微生物菌肥的研制提供丰富的材料。【结论】辐射污染区盐爪爪根际存在大量潜在的宝贵微生物资源,有待挖掘和开发。     

Comparative physiological responses of Solanum nigrum and Solanum torvum to cadmium stress

? Under cadmium (Cd) stress, Solanum nigrum accumulated threefold more Cd in its leaves and was tolerant to Cd, whereas its low Cd-accumulating relative, Solanum torvum, suffered reduced growth and marked oxidative damage. However, the physiological mechanisms that are responsible for differential Cd accumulation and tolerance between the two Solanum species are largely unknown. ? Here, the involvement of antioxidative capacity and the accumulation of organic and amino acids in response to Cd stress in the two Solanum species were assessed. ? Solanum nigrum contains higher antioxidative capacity than does S.?torvum under Cd toxicity. Metabolomics analysis indicated that Cd treatment also markedly increased the production of several organic and amino acids in S.?nigrum. Pretreatment with proline and histidine increased Cd accumulation; moreover, pretreatment with citric acid increased Cd accumulation in leaves but decreased Cd accumulation in roots, which indicates that its biosynthesis could be linked to Cd long-distance transport and accumulation in leaves. ? Our data provide novel metabolite evidence regarding the enhancement of citric acid and amino acid biosynthesis in Cd-treated S.?nigrum, support the role of these metabolites in improving Cd tolerance and accumulation, and may help to provide a better understanding of stress adaptation in other Solanum species.     

In-situ cadmium phytoremediation using Solanum nigrum L.: the bio-accumulation characteristics trail

In this study, Solanum nigrum L. was used in-situ for Cdphytoremediation in Cd polluted soil on Shenyang Zhangshi Irrigation area (SZIA) in 2008. The performance of the plant over the whole growth stage was assessed. Results showed, during the whole experimental stage, the aboveground biomass of single Solanum nigrum L. grew by a factor of 190, from 1.6 +/- 0.4 g to 300.3 +/- 30.2 g with 141.2 times extracted Cd increase from 0.025 +/- 0.001 to 3.53 +/- 0.16 mg. Both the distribution of biomass and amount of extracted Cd in the above-ground part of the plant changed according to the growth of the plant. Particularly, the percentage of biomass and extracted Cd in the stem increased from 20% to 80% and from 11% to 69%, respectively. The bioconcentration factor and transfer factor both varied significantly during the growth of the plant and the lowest values were measured at the flowering stage (0.94 +/- 0.31 and 3.48 +/- 1.14 respectively). The results in this paper provide reference values for the future research on the application of Solanum nigrum L. in phytoremediation and on chemical or/and agricultural strategies for phytoextraction efficiency enhancement.     

鬼针草(Bidens pilosa L.)对镉污染农田的修复潜力

为探究富集植物鬼针草对镉(Cd)污染农田土壤的修复潜力,通过野外调查,原土盆栽试验和田间试验,测定鬼针草及其根系土壤Cd含量,计算鬼针草的富集系数和去除率。结果表明,野外调查中不同铅锌矿区生长的鬼针草叶片中Cd含量最大值为53.3 mg/kg。盆栽试验中,低浓度Cd土壤处理(T1),鬼针草地上部Cd的富集系数为4.70,转运系数1.59,大于1。高浓度Cd土壤处理(T2 13.4 mg/kg),其地上部Cd积累量达到43.1 mg/kg,其地上部Cd富集系数为3.51。鬼针草对Cd表现出稳定的积累特性。田间试验小区中,土壤Cd含量均值为2.66 mg/kg,鬼针草中地上部Cd含量均值为10.9 mg/kg,富集系数为4.16,使用鬼针草修复Cd污染土壤每公顷地种植一茬鬼针草的去除率为4.3%—6.2%。使用富集植物鬼针草修复农田Cd污染具有较好的工程应用前景。     

植物根际促生菌的筛选及其对玉米的促生效应

[目的]以不同植物根及根际土壤为研究材料,进行植物根际促生菌(PGPR)的筛选,并探索其植物促生作用机制.[方法]以解磷、固氮、产氨、产IAA和拮抗3种常见病原真菌为筛选标准,测定了初筛菌株的多项促生能力,并通过对这些菌分别单独回接和多菌混接的玉米盆栽试验,测定了其对玉米的促生效应.[结果]从渭南、成阳、安康、商洛和榆林5地分离得到的158株菌中有17株茵具有上述多种植物促生作用的菌株.盆栽试验的测定结果表明:单独接种和多菌混合接种在玉米株高、根长、茎长、茎平均直径和干重方面与对照组相比较都有所增加,尤其是在多个指标上,多菌混合接种所显示出的促生效应均明显优于单菌接种.[结论]所筛选到的具有多种促生能力的菌株,可以为进一步构建植物根际促生菌(PGPR)菌群提供良好的种质资源.     

植物根际促生菌对3种土传真菌病害病原的抑制作用

【目的】获取促生同时可防治3种土传真菌病害(Fusarium oxysporum、Sclerotinia sclerotiorum和Rhizoctonia solani)的生防菌,并明确其抑菌效果。【方法】利用前期研究获得的17株促生菌,采用平板对峙法测定其对病原真菌的拮抗作用及对菌丝生长的抑制作用。【结果】可有效拮抗立枯丝核菌的生防菌有6株,其中促生菌株FX2和LM4-3的抑制率达73.82%;拮抗尖孢镰刀菌的生防菌有7株,其中FX2的抑制率达到66.81%;拮抗油菜菌核病菌的生防菌有4株,其中菌株LHS11的抑制率高达85.71%。菌株LHS11和JM170通过次生代谢物抑制病原真菌。所有的生防菌对病原菌的菌丝生长均有一定的抑制作用。【结论】筛选得到对3种真菌病害病原具有较好生防作用的菌株LHS11和FX2。     

Regeneration Of Plantlets from Solanum nigrum L. Mesophyll Protoplasts

Using the “EA3-867” cellulase prepared in our laboratory, viable mesophyll protoplasts were isolated from Solanum nigrum L. The protoplasts grew and divided when cultivated in banging drops and thin liquid layer of NT medium, and calli formed. After transfering the calli on Dudits and MS solid medium (both supplemented with zeatin 1 mg/L, NAA 0.5 mg/L), regenerated plantlets had been obtained. The effects of different inositol amounts in NT medium on the growth of protoplasts were compared. The percentage of 1st and 2nd cell division after 5–8 days culture and the number of cell clusters increased in NT medium containing 250 mg/L inositol.     

Bidirectional plant‐mediated interactions between rhizobacteria and shoot‐feeding herbivorous insects: a community ecology perspective

1. Plants interact with various organisms, aboveground as well as belowground. Such interactions result in changes in plant traits with consequences for members of the plant‐associated community at different trophic levels. Research thus far focussed on interactions of plants with individual species. However, studying such interactions in a community context is needed to gain a better understanding.
2. Members of the aboveground insect community induce defences that systemically influence plant interactions with herbivorous as well as carnivorous insects. Plant roots are associated with a community of plant‐growth promoting rhizobacteria (PGPR). This PGPR community modulates insect‐induced defences of plants. Thus, PGPR and insects interact indirectly via plant‐mediated interactions.
3. Such plant‐mediated interactions between belowground PGPR and aboveground insects have usually been addressed unidirectionally from belowground to aboveground. Here, we take a bidirectional approach to these cross‐compartment plant‐mediated interactions.
4. Recent studies show that upon aboveground attack by insect herbivores, plants may recruit rhizobacteria that enhance plant defence against the attackers. This rearranging of the PGPR community in the rhizosphere has consequences for members of the aboveground insect community. This review focusses on the bidirectional nature of plant‐mediated interactions between the PGPR and insect communities associated with plants, including (a) effects of beneficial rhizobacteria via modification of plant defence traits on insects and (b) effects of plant defence against insects on the PGPR community in the rhizosphere. We discuss how such knowledge can be used in the development of sustainable crop‐protection strategies.

     

西双版纳保护区植物根际细菌的筛选及其促生能力研究

【背景】西双版纳保护区具有丰富的生物多样性,而该区域植物根际细菌特别是放线菌及其促生能力相关报道较少。【目的】从西双版纳保护区根际土壤中筛选出植物根际促生菌,并检测其促生能力。【方法】采用5种不同培养基筛选出植物根际促生菌并通过16S rDNA序列分析进行分类学鉴定,运用Salkowski法测定菌株产IAA的能力,CAS法测定菌株产铁载体能力,钼锑抗显色法测定菌株的解磷能力,CMC-Na法测定菌株产纤维素酶能力和改良的Young法测定产淀粉酶能力,综合评价所得菌株的促生能力。【结果】从土样中分离纯化得到14株典型促生菌,经鉴定分别归属于链霉菌属(Streptomyces)、诺卡菌属(Nocardi)、杆菌属(Bacillus)、中华根瘤菌属(Ensifer)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、固氮螺菌属(Azospirillum)和狭单胞菌属(Stenotrophomonas)。其中菌株B433产吲哚乙酸的能力在培养12 d时达到最大值9.23 mg/L;菌株B351、B453、B546这3株菌株产铁载体的能力较强,其Su80%,最高可达86.67%,强度为+++++;菌株B541的解磷能力最强,磷酸根的浓度达到9.79 mg/L;菌株B442综合产纤维素酶能力最强为31.86 U/mL;菌株B412淀粉酶活力为16.07 U/mL。【结论】西双版纳保护区植物根际土壤促生细菌种类丰富,且具有较强的广谱促生能力,有潜在的开发价值,本研究可为此地的微生物资源开发提供可靠的菌株资源依据。